テクニカル・ノート Technical NOTE 組込みソフト技術者も簡単にハードウェアのパフォーマンスを活用 All Programmable SoCポートフォリオ ARM® コアと FPGA を 1 チップに統合した Zynq®-7000 AP SoC タスク毎の最適なエンジンを提供する Zynq MPSoC ザイリンクスの Zynq-7000 All Programmable SoC は、ハード Zynq UltraScale+ MPSoC は、業界初 All Programmable SoC をウェア、ソフトウェア、および I/O をプログラムできるため、システベースに構築された新しいプラットフォームで、次世代レベルのシスムレベルの差別化や高い統合性を可能にし、優れた柔軟性をもたらしテム統合とインテリジェンスを可能にし、Zynq-7000 に比べて、1 ます。ワット当たりのパフォーマンスを最大 5 倍以上にするヘテロジニアスマルチプロセッシングを実現します。 Zynq-7000 プラットフォームを使用すると、リアルタイムのハードウェアベースプロセッシングと最適化されたシステムインターフェタスクごとの適切なエンジンを統合した最高レベルのプロセッシンイスを使用しソフトウェアベースの制御と解析を連動させ、よりスグプラットフォームで、プロセッシングシステムには ARM 社製のマートなシステムを設計できます。そのため、BOM コスト、NRE コスクワッドコア Cortex-A53 APU、デュアルコア Cortex-R5 RPU、ト、設計リスクを抑え、市場への参入を加速できます。 Mali™-400MP2 GPU を提供します。加えて、消費電力・セキュリティ・セーフティの専用プロセッサを搭載し、業界最高レベルの主な採用済みアプリケーションは、高度なドライバーアシスタンスシ低消費電力と堅牢性を提供します。さらに DisplayPort や USB3.0、ステム、医療機器の高解像度イメージ処理や産業用コントローラ、マ SATA3、PCIe Gen2 などの高速トランシーバ付きペリフェラルもシンビジョン、LTE の無線基地局などの処理速度や認識精度の市場要完備します。プログラマブルロジック部は約100 万 LC までのスケー求が極めて高く、差別化が不可避なセグメントに集中しています。まラビリティを持ち、一部のデバイスには H.265 ビデオ CODEC、高た、機能安全・ソフトエラー検出と修正・セキュリティと信頼性とい速トランシーバー付きの 100G EMAC、150G Interlaken、PCIe う、IoT を実現する上で必要になる要件を全て満たすことができること Gen4 を持ちます。も、多くの顧客に採用されている要因のひとつです。 Zynq MPSoC は TSMC 社の 16nm FinFET+ プロセステクノロジー低消費電力で高性能なデバイスを実現するために TSMC 社と共同で上に、20nm 世代から採用した業界初の ASIC クラス UltraScale アー開発した FPGA に最適な HPL プロセスを使用しており、既に量産出キテクチャを採用しています。荷しています。オートモーティブグレードや防衛グレード向けの高信頼性を要求する品種や、さらに最高 40% の低消費電力化を提供する -1LI/-2LI 製品も量産出荷を開始しました。 Zynq-7000 AP SoC Devices Z-7010 Z-7015 Z-7020 プロセッシング・システムプロセッサコア 866 MHz メモリプログラマブル・ロジック PCI Express® 2x USB 2.0 (OTG), 2x Tri-mode Gigabit Ethernet, 2x SD/SDIO, 2x UART, 2x CAN 2.0B, 2x I2C, 2x SPI, 4x 32b GPIO ~430K (28k LC) ~1.1M (74k LC) ~1.3M (85k LC) ~1.9M (125k LC) ~1.9M (275k LC) ~5.2M (350k LC) 240KB 380KB 560KB 1,060KB 2,000KB 2,180KB 3,020KB 100 GMACS 200GMACS 276 GMACS 593 GMACS 1334 GMACS 1334 GMACS 2662 GMACS - Gen2 x4 - Gen2 x4 Gen2 x8 2x 12bit 1Msps A/D コンバータプロセッサ・システム I/O I/O 130 100 150 200 100 212 212 250 高性能マルチ・スタンダード 1.8V IO - - - 150 150 150 150 マルチ・ギガビット・トランシーバ - 4 - 4 16 16 16 図 1：Zynq-7000 All Programmable SoC ポートフォリオ　スケーラブルなラインアップでデバイス間の移行も簡単 14 ~6.6M (444kLC) Up to 1 GHz アジャイルミックスドシグナル(XADC) マルチ・スタンダード 3.3V I/O Z-7100 DDR3, DDR3L, DDR2, LPDDR2,2x QSPI, NAND, NOR 周辺インタフェース (ルート・コンプレックスまたはエンドポイント) Z-7045 L1 Cache 32KB I / D, L2 Cache 512KB, on-chip Memory 256KB 外部メモリ Peak DSP Performance (Symmetric FIR) Z-7035 NEON™ & Single / Double Precision Floating Point 最大周波数ブロックRAM Z-7030 Dual ARM® Cortex™-A9 MPCore™ プロセッサ拡張機能 ASICゲート換算 Zynq UltraScale+ MPSoC は、数年後に市場が必要とする機能を「全部入り」で提供する次世代 SoC です。 ARM PARTNERS SUCCESS ザイリンクス株式会社 Zynq AP SoC / MPSoC 向け開発環境、 SDSoC クリックひとつでハードウェア化を実現 SDSoC 開発環境は Zynq All Progammable SoC / MPSoC 向けの SDSoC 開発環境を使ったハードウェア化の手順はとてもシンプルで、革新的なコンパイラです。SDSoC を使用することでソフトウェア開ユーザはハードウェア化したいソフトウェア記述された関数を指定し発者は簡単にシステムの性能や効率の向上が可能になり、さらに製品て、右クリックから「ハードウェア化」を選択するだけです。化のスピードを加速して競合より一歩リードした製品開発を実現できます。 SDSoC 開発環境を使用して、ソフトウェアだけで開発された映像の動き検出処理の機能を、ハードウェアでアクセラレーションする手順 SDSoC 開発環境は使いやすい Eclipse 統合設計環境で、ヘテロジニをビデオでご覧いただけます。アスな Zynq プラットフォーム開発向けに、下の図にある 4 つの大きな機能を提供します。全ての組込みシステム開発にかかわる方が簡単にハードウェア化によるシステムパフォーマンス向上を得られる SDSoC 開発環境を使って、ユーザは C/C++ で記述されたアプリケーションコードをもとに、C Zynq All Programmable SoC / MPSoC の機能を最大限に活用しソース上で関数のプロファイリングをすることで、どの関数でどのくていただけます。らい実行時間がかかり、ハードウェアでアクセラレーションを行った場合にどれくらいの実行時間になるのか分析します。スマホで動画「SDSoC 開発環境のデモ」（時間 : 約 7 分、日本語字幕付）ハードウェア化したい関数が決まれば、SDSoC のコンパイラを使い対象の関数のハードウェア化を行います。SDSoC は、関数のハード http://bit.ly/1ETXwbi ウェア化を自動的に行うと同時に、プロセッサとハード化された回路のコネクティビティの最適な選択を自動で行い、さらにハードウェア QR コードアプリで読み取ると動画が再生できます。化された回路に対する API も自動生成します。従来であればハードウェア知識のある開発者が手動で行っていたこれらの作業を、SDSoC が自動で行ってくれるので、ユーザは FPGA に関する知識がなくても簡単にパフォーマンスの向上を実現できるようになります。 ASSPと同様のプログラミング環境システムレベルのプロファイリング C/C++ アプリ開発システムレベルパフォーマンスを短時間で推定システムレベルプロファイリング HW/SWシステム最適化コンパイラアクセラレートしたい C/C++ 関数を指定ザイリンクス株式会社〒141-0032 東京都品川区大崎 1-2-2 アートヴィレッジ大崎セントラルタワー 4 階 URL：http://japan.xilinx.com/ SDSoC の「ソフトウェア定義」がもたらす可能性 ASSPと同様のC/C++プログラミング環境を提供容易 CPU SW でプログラムする従来のSoC※　開発の容易さプラットフォーム開発者およびシステムアーキテクト向けのエキスパートユーズモデルお問い合わせ先 HW/SWシステム最適化コンパイラソフトウェア定義での All Programmable SoC/MPSoC RTLフローによる Zynq SoC/MPSoC パフォーマンス / ワット比、「Any to Any」（任意のデバイス間）コネクティビティ ※ 特定分野向け(イメージ/ビデオ、SDR など) 図 2：SDSoC 開発環境高性能図 3：SDSoC の「ソフトウェア定義」がもたらす可能性 ARM PARTNERS SUCCESS 15